Дрожжи синтезируют алкалоиды конопли

Уже много лет не умолкают споры о том, стоит ли легализовать марихуану – психоактивное средство, получаемое из конопли. За это время было обнаружено, что курение марихуаны либо прием препаратов, содержащих компоненты конопли, облегчает хроническую боль, устраняет тошноту и рвоту, сопровождающие химиотерапию СПИДа и рака. В результате примерно в 20 штатах США, а также Израиле конопля была легализована для медицинского использования, а в некоторых штатах США – также и для «рекреационного» применения. В ряде стран, включая Нидерланды, Канаду, Испанию, возможен ограниченный оборот марихуаны. Однако даже здесь для медицинских нужд активные ингредиенты конопли приходится получать путем химического синтеза, что сложно и дорого.

Мы уже писали о том, как ученые пытаются найти альтернативные источники получения биологически активных веществ. Так, например, мы писали об успешном синтезе морфина в клетках дрожжей. В дрожжи были встроены гены целого ряда ферментов, обеспечивающих синтез опиоидов из простых сахаров. Также в дрожжах удалось получить артемизиновую кислоту — предшественник лекарственного средства артемизинина, используемого для лечения малярии, вызванной Plasmodium falciparum.

Читайте подробнее: Живые фабрики лекарств

Дрожжи отлично изучены и давно применяются в различных биотехнологических процессах. Не удивительно, что ученые из Технического Университета Дортмунда (Германия) использовали именно эти организмы для получения биологически активных компонентов конопли – тетрагидроканнабинола (ТГК) и каннабидиола. Эти вещества, как известно, отвечают не только за психоактивные, но и за лечебные эффекты марихуаны.

Ученым удалось* перенести в геном дрожжей гены, ответственные за синтез тетрагидроканнабинола и, «скормив» дрожжам специальную смесь, заставить их выделять в культуральную среду ценный алкалоид. Успешно прошли опыты и с получением каннабидиола, хотя их подробности пока не опубликованы. Остается добиться того, чтобы исходными веществами для получения алкалоидов были простые сахара – это позволило бы значительно упростить и удешевить процесс.

Новая технология позволит не только просто и относительно недорого получать активные компоненты для производства лекарственных препаратов в тех странах, где выращивание конопли является противозаконным, но также детально исследовать их разнообразные медицинские эффекты: противовоспалительные, противоэпилептические, противораковые, противопаркинсонические и другие. Ведь конопля окружена ореолом мифов, преувеличений и запретов. Ученые надеются, что простой метод получения активных компонентов растения позволит лучше разобраться в лечебных свойствах каждого из них.

* Zirpel B, Stehle F, Kayser O. Production of Δ9-tetrahydrocannabinolic acid from cannabigerolic acid by whole cells of Pichia (Komagataella) pastoris expressing Δ9-tetrahydrocannabinolic acid synthase from Cannabis sativa l // Biotechnology Letters, 2015, Volume 37, Issue 9, pp 1869-1875. doi:10.​1007/​s10529-015-1853-x

На фото: срез листа конопли; электронная микроскопия.